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脳内局所温度変化による認知・行動調整機構の解明

通过大脑局部温度变化阐明认知和行为调节机制

基本信息

批准号：
21H03788
负责人：
山本慎也
金额：
$ 11.15万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03788/
关键词：
脳温度神経科学認知科学

项目摘要

本研究課題は、脳内情報処理の過程で、局所脳温度が認知・行動の調整にどのような貢献をしているのかを解明することを目標としている。特に、体性感覚の情報処理に焦点を当て、体性感覚刺激に対する大脳皮質の応答が、局所脳温度にどのような影響を受けるのかを検討した。大脳皮質の体性感覚野近傍の温度を制御し、様々な局所脳温度において、前肢に与えた電気刺激に対して生じた体性感覚誘発電位(Somatosensory evoked potential; SEP)を計測した。生理的温度から脳温度を低下させるとSEPの大きさは増大し、27.5℃程度をピークにSEPの大きさは減少した。一方、GABA(A)受容体のアンタゴニストであるギャバジン（10μM）を投与しSEP計測実験を行ったところ、SEPの大きさ自体は大きくなったが、27.5℃以上で観察された脳温度とSEPの大きさの負の相関関係は消失した。さらに、生理的温度近傍において、ギャバジンの濃度を変えてSEP計測実験を行ったところ、コントロール条件（0μM）で観察された負の傾きは、1μMでは緩くなり（傾きの絶対値が小さくなり）、10μMでは有意な傾きは観察されなかった。これらの結果は、脳温度低下によるSEPの増大現象に、GABAによる抑制性入力が貢献していることを示唆している。また、このような負の関係性は27.5℃程度まで観察されたが、我々のこれまでの結果から、前頭皮質においてはより低い温度まで負の相関関係が観察された（～17℃）。このことから、大脳皮質の領域間における抑制性入力の貢献度の相違を反映している可能性が推察され、局所回路の構成に応じて温度依存性が形成される可能性が示唆された。

This study aims to clarify the process of information processing and the contribution of local temperature to cognition and action adjustment. Special, somatic sensory information processing focus, somatic sensory stimulation, large cortex response, local temperature, and other effects are discussed. Somatosensory evoked potential (SEP) was measured in response to electrical stimulation in the cortex, which was controlled by the temperature of the cortex. The temperature of physiology decreases, the SEP increases, and the SEP decreases at 27.5℃. On the one hand, when the GABA(A) receptor's AONATUNIS (10μM) is injected into the SEP measurement, the SEP's temperature is very high, and the negative correlation between the observed temperature above 27.5 ° C and the SEP's temperature disappears. In addition, the physiological temperature is close to the temperature, the concentration of the protein is changed, the SEP measurement is carried out, the temperature condition (0μM) is observed, the negative inclination is observed, 1μM is observed, and 10μM is observed. As a result, SEP increases in temperature and GABA contributes to the increase in SEP. The negative correlation between the temperature and the temperature was observed at 27.5℃. The negative correlation between the temperature and the temperature was observed at ~17℃. The possibility of the formation of the temperature dependence of the local circuit is also discussed.